压缩机用电动机、压缩机和压缩机用电动机的制造方法与流程

本发明涉及压缩机用电动机、压缩机和压缩机用电动机的制造方法。

背景技术：

现有技术中，使用如下所述的压缩机，即：在密闭容器内收纳涡旋式或旋转式等压缩构件和电动机(电动构件)，利用该电动机驱动压缩构件使制冷剂压缩。电动机包括在铁芯上卷绕有定子绕组的定子和在该定子内旋转的转子，利用与转子嵌合的旋转轴对压缩构件进行旋转驱动。

现有的压缩机用电动机中，作为定子绕组采用铜线与铝线这两类，在铜线或者铝线上涂层有耐制冷剂性的绝缘皮膜。一般而言，在重视导电性的情况下定子绕组采用铜线，在重视降低成本和轻量化的情况下定子绕组采用铝线。

在定子绕组采用铝线的情况下，铝与绝缘覆膜的紧贴性比铜与绝缘覆膜的紧贴性差，因此有可能因绝缘覆膜剥落而产生短路。

特别是，在对电动机的线圈进行清漆浸渍处理的情况下，为了干燥清漆而进行加热干燥，因此在铝的表面容易形成氧化膜，绝缘覆膜容易剥落。因此，在定子绕组采用铝线的情况下，存在难以保证品质的问题。

对于该问题，例如如日本特开2015－33158号公报所示，提案有使用由铜包铝线构成的定子绕组的压缩机用电动机。通过使用由与绝缘皮膜的紧贴性比铝好的铜包覆铝线的周围而成的铜包铝线，能够在保证定子绕组的品质的同时，实现压缩机用电动机的降低成本和轻量化。

技术实现要素：

但是，这样的定子绕组与引线的连接一般通过焊接来进行，为了更有效率地制造电动机在该连接工序中依然有改善的余地。此外，在将定子绕组与引线连接的情况下，两者不仅是机械性地通过强的力相接，还需要使它们以接触的方式连接以尽可能使电阻小。

本发明提供压缩机用电动机、压缩机和压缩机用电动机的制造方法，该压缩机用电动机能够防止定子绕组与其他部件方式短路，并且能够在不增加工时的情况下可靠且有效地进行定子绕组与引线的机械性连接和电连接。

本发明的压缩机用电动机包括：引线；定子，其卷绕有由表面具有绝缘覆膜的铜包铝线构成的定子绕组；在定子内旋转的转子；和具有导电性的连接部，其内表面具有突起，利用突起使引线与定子绕组压接。连接部的突起突破铜包铝线的绝缘覆膜和铜层到达铝的区域。

此外，本发明的压缩机是包括上述压缩机用电动机的制冷剂压缩用的压缩机。

此外，本发明的压缩机用电动机的制造方法包括：卷绕工序，在内部使转子旋转的定子上卷绕由表面具有绝缘覆膜的铜包铝线构成的定子绕组；和压接工序，使用具有导电性的连接部的内表面上的突起使引线与定子绕组压接。压接工序中，以突起突破铜包铝线的绝缘覆膜和铜层到达铝的区域的方式使引线与定子绕组压接。

根据本发明，能够防止定子绕组与其他部件产生短路，并且能够在不增加工时的情况下可靠且有效地进行定子绕组与引线的机械性连接和电连接。

附图说明

图1是本发明的实施方式的压缩机的纵截面图。

图2是本发明的实施方式的压缩机的横截面图。

图3是本发明的实施方式的压缩机用电动机的定子绕组的截面图。

图4是表示本发明的实施方式的压缩机用电动机的引线与定子绕组的连接状态的图。

图5是图4的5－5线处截面图。

图6是表示本发明的实施方式的压缩机用电动机的连接部的一例的平面图。

图7是表示本发明的实施方式的压缩机用电动机的连接部的一例的侧面图。

图8是图6的8－8线截面图。

图9是表示本发明的实施方式的压缩机用电动机的定子绕组与引线利用连接部铆接的状态的图。

附图标记的说明

1涡旋式压缩机(压缩机)

10涡旋压缩构件(压缩构件)

20电动机(驱动构件)

21铁芯

23定子

24定子绕组

25转子

55引线

56连接部

具体实施方式

以下，针对本发明的实施方式详细地进行说明。再者，以下的说明中，以压缩机为涡旋式压缩机的情况为例进行说明，但是压缩机的种类不限定于涡旋式压缩机。

图1是作为本实施方式的压缩机的涡旋式压缩机的纵截面图。图2是作为本实施方式的压缩机的涡旋式压缩机的横截面图。如图所示，涡旋式压缩机1是内部高压型的压缩机。如图1所示，涡旋式压缩机1包括：由钢板形成的立式圆筒状的密闭容器2；收纳于密闭容器2的内部的电动机(电动构件)20；和位于电动机20的上侧、被电动机20的旋转轴22驱动的涡旋压缩构件10。再者，图1所示的立式的涡旋式压缩机1以图1的上方为上、图1的下方为下地设置。

密闭容器2包括：容器主体4，其将底部作为油槽6，收纳电动机20和涡旋压缩构件10；以封闭容器主体4的上部开口的方式安装的碗形的端盖4a；和以封闭容器主体4的底部开口的方式安装的碗形的底部4b。

在密闭容器2的内部设置有上支承架(支承架)28，利用该上支承架28，密闭容器2的内部划分为排出室42和电动机室43。

排出室42形成于上支承架28的端盖4a侧(上侧)，电动机室43形成于上支承架28的底部4b侧(下侧)。具体而言，排出室42形成于涡旋压缩构件10与端盖4a之间。

该情况下，在上支承架28的周缘部形成有向电动机20侧突出的多个基座部28a，通过溶接w将各基座部28a固定于密闭容器2的容器主体4内侧的面。涡旋式压缩机1中，在4个部位形成基座部28a，上支承架28通过4个部位的溶接w与密闭容器2固定。再者，图1中溶接w仅图示1个部位。

此外，在位于与上支承架28的轴承部30附近对应的位置的容器主体4(密闭容器2)熔接固定有由金属管构成的排出管50。该排出管50在容器主体4的内部延伸规定的长度，在上支承架28的下侧的电动机室43内开口。

此外，涡旋压缩构件10包括固定于上支承架28的定涡盘12和相对于定涡盘12不自转地进行回旋运动的动涡盘14。在定涡盘12与动涡盘14相互啮合的状态下，压缩空间16(压缩室)形成于定涡盘12与动涡盘14之间。

定涡盘12包括圆板状的端板12a和直立于端板12a的涡旋12b，涡旋12b形成为渐开线曲线或者与其近似的曲线状。此外，定涡盘12在其中心部具有排出口17，在其外周部具有吸入口18。

贯通密闭容器2的端盖4a的吸入管51从垂直上方与该吸入口18连接。此外，定涡盘12所具有的排出口17连通的排出室42经由连通路34与电动机室43连通，连通路34形成于包括定涡盘12和动涡盘14的涡旋压缩构件10的外周与由端盖4a的内表面及容器主体4的内表面构成的密闭容器2的内表面之间。

此外，动涡盘14包括圆板状的端板14a和直立于端板14a的涡旋齿14b，涡旋齿14b形成为与定涡盘12的涡旋12b相同的形状。而且，动涡盘14包括中心具有凸台孔的圆筒形状的凸台29，凸台29形成为向端板14a的与形成有涡旋齿14b的面相反的面突出。而且，在上支承架28的中央部形成有向下方延伸的轴承部30，在轴承部30支承旋转轴22的上部。

在旋转轴22的下部设置有油泵76。油泵76通过旋转轴22的旋转吸上驻留在密闭容器2的油槽6中的润滑油，使该润滑油经由形成于旋转轴22的内部的油通路22b向涡旋式压缩机1的各滑动部(旋转轴22与轴承部30之间、偏心轴22a与凸台29之间、动涡盘14与上支承架28之间等)供给润滑油。

电动机20是ac电动机(感应电动机)，包括定子23和在定子23的内部旋转的转子25，定子23在多个定子铁板层叠而成的铁芯21上卷绕定子绕组24，通过热套配合等固定于容器主体4的内表面。在转子25的中心嵌合旋转轴22。

旋转轴22的下部(转子25的底部4b侧)被成为副轴承的下支承架52支承。下支承架52在电动机20的下侧通过溶接w固定于密闭容器2的容器主体4。

在构成电动机20的旋转轴22的上部前端设置有轴心偏离旋转轴22的轴心规定的距离的偏心轴(销)22a，偏心轴22a可旋转地插入到动涡盘14的凸台29的凸台孔内。

定涡盘12利用多个螺栓78固定于上支承架28(图1中仅图示1个螺栓78)。动涡盘14利用由十字滑环41和十字键构成的十字机构40支承于上支承架28。利用该十字机构40，动涡盘14相对于定涡盘12不自转地进行回旋运动。

即，利用相对于旋转轴22的轴心偏心的偏心轴22a，驱动相对于旋转轴22的轴心偏心地插入的凸台29，动涡盘14利用十字滑环41相对于定涡盘12以不自转的方式在圆轨道上公转。

而且，通过该公转，形成于定涡盘12的涡旋12b与动涡盘14的涡旋齿14b之间的月牙形的多个压缩空间16渐渐缩小。由此，从吸入管51吸入到压缩空间16的制冷剂气体在压缩空间16内马上被压缩而成为高压气体，并从排出口17排出到排出室42。

构成电动机20的定子23固定于密闭容器2(容器主体4)的内表面。在定子23的周缘部与容器主体4的内壁之间设置有规定的间隙23a(空间)。在定子23周围的4个部位以大致相等间隔形成间隙23a，在间隙23a以外的部位，定子23的周缘部固定于容器主体4的内表面。

而且，电动机室43经由定子23与密闭容器2内表面之间的间隙23a(通路)与下部的油槽6连通。此外，电动机室43的空间上部贯通密闭容器2并与在轴承部30的附近开口的排出管50连通。

此外，在上支承架28的下表面设置有遮蔽板54，遮蔽板54从上支承架28向电动机20侧延伸并包围轴承部30的周围。如图1所示，遮蔽板54具有圆筒形状的部分，与轴承部30的外侧隔开规定距离地设置。具体而言，遮蔽板54在定子23的定子绕组24的线圈端部24a的内侧设置于转子25的上方、或者比转子25靠外侧的位置。

在转子25的上表面且遮蔽板54的内侧安装有平衡件b。

此外，在密闭容器2设置有多个用于竖立设置密闭容器2的支承脚70(图1中，支持脚70仅图示2个)。

进而，在构成电动机20的定子23设置有过流保护装置(内部保护器)26(图2参照)，过流保护装置26用于在电动机20中流动过电流时停止对电动机20的通电进行保护。

如图2所示，该过流保护装置26配置于从形成于遮蔽板54的外侧的连通路34至排出管50的气体路径p。具体而言，过流保护装置26设置于定子23的定子绕组24的线圈端部24a，固定于线圈端部24a的上支承架28侧。

在连通路34的下侧设置有引导部件44(气流偏转部件)。引导部件44将从排出口17排出到排出室42的内部的、经由连通路34向下方去的制冷剂气体的流向改变为遮蔽板54的方向和沿着容器主体4(密闭容器2)的内周的水平方向的至少一者。由此，制冷剂气体经由遮蔽板54与容器主体4(密闭容器2)的内表面之间的气体路径p被导向排出管50的方向。

排出管50与未图示的外部的冷凝器的入口侧连接，吸入管51与未图示的外部的蒸发器的出口侧连接。由本实施方式的涡旋式压缩机1和未图示的冷凝器、减压装置及蒸发器构成制冷剂回路。

此外，在该制冷剂回路中封入有规定量的制冷剂气体。而且，从涡旋压缩构件10的排出口17排出的制冷剂气体通过排出室42和连通路34到达电动机室43，从排出管50依次流入冷凝器、减压装置、蒸发器，并从吸入管51返回涡旋压缩构件10的吸入口18。

接着，说明涡旋式压缩机1的制冷剂气体和油的流动的概略。从设置于密闭容器2的端子49(参照图2)对设置于电动机20的定子23的定子绕组24通电，转子25起动而旋转轴22旋转时，如上述那样动涡盘14进行公转。

通过该动涡盘14的公转，从吸入管51向吸入口18引导的制冷剂气体在涡旋压缩构件10的压缩空间16被压缩后，从排出口17向排出室42排出，并经由连通路34流入电动机室43内。

而且，当制冷剂气体流入引导部件44的内部时，制冷剂气体的方向改变而来自制冷剂气体的润滑油的分离作用高。流入到引导部件44的内部的制冷剂气体的流动方向改变，向上下方向和密闭容器2的中心方向(旋转轴22的方向)排出，但是因为在电动机室43的上方存在上支承架28、在下方存在定子23，所以大部分的制冷剂气体向旋转轴22的方向前进。

因为在引导部件44的内侧(旋转轴22的方向)设置有遮蔽板54，所以排出到旋转轴22的方向的制冷剂气体冲突遮蔽板54而成为湍流。此时，气体路径p的内部的制冷剂气体，利用在图2的逆时针方向旋转的转子25，从引导部件44侧向排出管50的方向在气体路径p的内部移动。在其中途制冷剂气体冲突过流保护装置26。

这样，制冷剂不仅冲突容器主体4的内表面，还冲突引导部件44、遮蔽板54、过流保护装置26等。因此，制冷剂气体中包含的雾状的润滑油被引导部件44、遮蔽板54、过流保护装置26等有效地捕捉。其结果是来自制冷剂气体的润滑油的分离作用高。

大部分的润滑油分离后的制冷剂气体之后到达排出管50，从排出管50向涡旋式压缩机1之外(密闭容器2之外)排出。

从制冷剂气体捕捉的润滑油通过定子23与密闭容器2的内表面之间的间隙23a等落下至油槽6，再利用油泵76供给到上述的滑动部。

接着，参照图3说明本实施方式的压缩机用电动机20的定子绕组24。本实施方式中，作为定子绕组24采用图3所示的铜包铝线。

如图3所示，铜包铝线以比重小的铝或者铝合金为基体45，用铜膜46包覆基体45，进而用绝缘覆膜47包覆铜膜46而形成。

铜膜46与铝合金的基体45通过制造工序的拉伸而冷压接形成原子键。此外，铜包铝线的比重为3.63，相对于铜线的比重8.89极其轻。导电率比是铜包铝线l相对于铜线1为0.68。此外，在电动机20的定子23的定子绕组24实施清漆浸渍处理。

接着，说明从定子槽引出的定子绕组24与引线55的连接。图4是表示定子绕组24与引线55的连接状态的图。图5是在图4所示的5－5线截断连接部56的截面图。

如图4和图5所示，定子绕组24和与端子49(参照图2)连接的引线55利用具有导电性的连接部56铆接来连接。此处，利用连接部56铆接的引线55的部分除去绝缘覆膜55a而露出铜线55b。此外，利用连接部56铆接的部分以外的定子绕组24被引出线用保护管57覆盖。

再者，图4和图5的例子中，表示了引线55和定子绕组24为多根的情况，引线55和定子绕组24可以为1根，当然也可以为3根以上。

此外，图6是表示将定子绕组24和引线55铆接前的连接部56的结构的一例的平面图。图7是表示连接部56的一例的侧面图。图8是在图6所示的8－8线截断连接部56的截面图。此外，图9是表示利用连接部56将定子绕组24与引线55的铜线55b铆接的状态的图。

如图6、图8和图9所示，连接部56在内表面具有突起(细齿)56a，利用突起将引线55的铜线55b和表面具有绝缘覆膜的定子绕组24压接。

此外，连接部56的突起56a从没有配置引线55的铜线55b一侧与由铜包铝线构成的定子绕组24接触，突破定子绕组24的绝缘覆膜47和作为铜层的铜膜46到达铝的区域即基体45。

这样的具有连接部56的结构以如下方式制造。首先，在内部使转子25旋转的定子23上线圈状地卷绕由表面具有绝缘覆膜的铜包铝线构成的定子绕组24，将定子23以插入方式插入到定子槽。

插入到定子槽的定子绕组24的线圈端部的内径侧部分、外径侧部分和高度成形为规定的形状。然后，使用连接部56将定子绕组24与引线55的铜线55b的部分电连接。例如，该引线55是与端子49连接的引线和保护器用引线。

具体而言，利用设置于连接部56的内部的突起56a使引线55的铜线55b与定子绕组24压接。此时，以定子绕组24与突起56a直接接触的方式在定子绕组24的一方配置铜线55b。这样，以突起56a与定子绕组24可靠地接触的方式使定子绕组24与铜线55b分离配置。

然后，如图9所示，以突起56a突破定子绕组24的绝缘覆膜47和铜膜46到达铝的区域即基体45的方式使铜线55b与定子绕组24压接。

再者，铜线55b具有捆扎细线的构造，1根细线的直径为了防止由高度不足0.3mm的突起(细齿)56a引起断线而优选为0.3mm以上。

利用这样的结构，能够使铜线55b与定子绕组24之间的压接强度大。

此外，突起56a一边拉伸定子绕组24的铜层即铜膜46一边到达铝的区域即基体45，突起56a、铜膜46和铝区域的基体45相接，因此突起56a与铜膜46之间的接触面积变大，能够使连接部56与定子绕组24之间的接触电阻小。

其结果是，能够可靠且有效地进行定子绕组24与引线55的机械性连接和电连接。此外，压接时，不进行将定子绕组24的绝缘覆膜47剥离的处理，因此没有增加工时。

此外，因为定子绕组24使用表面具有绝缘覆膜47的铜包铝线，所以能够防止因在使用表面具有绝缘覆膜的铝线的情况下可能发生的应力缓和(流间流)引起的接触不良。

而且，通过引线55的铜线55b与定子绕组24的压接部位(面)完全被密封，还能够防止因放置的环境而产生的腐蚀等。

再者，对于上述的涡旋式压缩机1中使用的润滑油的种类，用于压缩的制冷剂为r410a、r404a、r448a、r449a、r407h、r32、r134a的情况下，优选使用醚类的润滑油。通过使用与这些制冷剂溶解的醚类的润滑油，能够有效地使用对环境影响小的上述制冷剂。

另一方面，在用于压缩的制冷剂为r22的情况下，优选使用矿物油类的润滑油。通过使用与r22溶解的矿物油类的润滑油，能够有效地使用对热具有高的稳定性且具有优良性能的r22作为制冷剂。

此外，图4所示的连接部56中，引线55的铜线55b、铜包铝线的铜材即铜膜46和铝的区域即基体45露出，上述的制冷剂与润滑油的组合对铜线55b、铜膜46和基体45的品质没有坏影响。因此，上述的制冷剂与润滑油的组合适合使用于具有图4所示的连接部56的涡旋式压缩机1。

此外，内表面具有突起56a的连接部56优选由黄铜或者磷青铜形成。通过使用这些材料，能够容易形成为了突破定子绕组24的绝缘覆膜47和铜膜46到达铝的区域即基体45而具有充分的强度的突起。

进而，铜材部分的截面积相对于铜包铝线的截面积优选为10％以上30％以下。通过使铜材部分的截面积在这样的范围内，能够防止电动机20的重量变大，并且获得压缩制冷剂的电动机20所需的充分的导电性。

此外，铜材部分的截面积相对于铜包铝线的截面积不足10％时，铜材部分的厚度产生的偏差变大，超过30％时定子绕组24的材料成本成为使用铜线情况下的材料成本的约60％以上，因此使用铜包铝线的优点变少。因为这样，也优选铜材部分的截面积相对于铜包铝线的截面积为10％以上30％以下。

本发明适用于压缩机用电动机、压缩机和压缩机电动机的制造方法。